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看了《穹顶之下》以后,难道你们不想了解一下沥青搅拌设备减排技术的现状吗?

发布日期:2015-03-06
  沥青混凝土搅拌站属于大型筑路材料生产设备,是筑养路建设不可或缺的重要设备之一,在筑养路施工中,所占的投资比重较大。虽然其生产范围仅限于工地,但由于排放密度大,排放指标也劣于其他工程机械产品,因此它带来的环境污染同样不容忽视。如何降低能耗与排放水平?既是这个行业当前面临的现实问题,也是影响其长远发展的战略问题,我们也理应关注沥青混凝土搅拌站在排放与规范方面的发展动向。
 
  1、我国沥青混凝土搅拌设备排放现状
  据统计,我国目前约有1万多台不同型号的沥青混凝土搅拌设备,其中,90%以上都是间歇式设备。所有这些设备中,使用时间在1~5年的约占35%,使用时间在6~10年的约占45%,而使用时间超过11年的约占20%。沥青混凝土拌和设备的用电与燃料消耗是其运行中最主要的能耗和排放途径。
  以一台3000型的间歇式沥青混凝土搅拌设备为例,它的设计生产能力为240t•h-1,总装机功率为700~900kW,每小时可消耗燃油1500kg左右。若以生产20万t沥青混合料计算,将消耗约1400t标准柴油和约480万kW•h电能。如果按照国内目前的沥青混合料总产量来估算,每年沥青搅拌设备消耗的燃料折合成零号柴油后,约为120万~180万t,排放的温室气体为383.1万t。一些陈旧的沥青混凝土搅拌设备,由于年久失修,不仅性能参数不能达标,而且能耗与排放更为惊人。
 
  沥青搅拌设备工作过程中对环境的污染表现在以下三个方面。
  (1)冷骨料装卸、上料、输送以及除尘器排粉环节产生的PM、PM10、PM2.5等颗粒污染物。
  (2)烟囱排向大气中的烟尘污染,包括燃料燃烧后产生的有害气体和PM、PM10、PM2.5等颗粒污染物。
  (3)沥青、重油加热和放料过程中产生的有害气体,主要包括NOx、SOx及CO等。
  经过几十年的发展,国产沥青混凝土搅拌设备的技术水平与国外品牌的差距越来越小,体现了民族品牌的进步。但就全行业整体的排放水平而言,国产品牌与国外品牌的能耗与排放差异巨大。除了设备本身的技术水平,现场的生产管理、人员素质等其他环节也是造成污染与排放的原因。比如生产单位不能严格履行物料存储、铲运过程的管理制度;忽视对操作工的教育、培训,或培训流于形式,甚至存在新工人未经培训就仓促上岗的现象;一线操作人员缺乏生产操作经验,不按岗位操作规程作业。近几年施工单位常与驻地周围的居民发生纠纷,大多是由于搅拌设备的污染与排放问题引起的。
 
  2、国外的环保、减排研究
  据2007年的资料统计,当年全球共生产沥青混合料16×108t,能耗达到了136×106MW•h,全球原油产量的0.28%都用于了沥青混合料的生产。沥青混凝土搅拌设备的能耗与减排早已受到发达国家的关注。
  美国环保局(EPA)和美国道路沥青铺装协会(NAPA)针对沥青搅拌行业的健康、安全和环境问题作了排放研究、工程控制、温拌沥青的应用、可持续发展、安全的工作空间、回收利用以及沥青烟处治等问题的国际性讨论。
  从1989年开始,NAPA就联合EPA对沥青混合料搅拌设备的烟气排放进行了检测,目的是对烟气问题进行比较全面、系统的分析,以完善相关资料库,并对搅拌设备和现场环境进行改善。
  1993~1995年,在EPA和NAPA的支持下,陆续完成了搅拌设备排放的检测,EPA还搜集了来自其他国家空气污染物的测试数据,并归入到400份测试报告中。最早,对沥青搅拌设备检测的注意力集中在搅拌设备排放上,然而在1995年,有人提出了搅拌设备存储仓和卡车运输也存在潜在的排放问题。于是NAPA和EPA再一次联手,收集相关数据。NAPA的排放研究小组和民间组织等都参加了这次活动。
  在1997年和1998年,EPA进行了大规模的关于烘干筒和存储仓的排放检测,民间代表记录了测试数据,并在现场观察了测试过程。1996~1998年的检测报告有6000多页,检测费用超过了150万美元。表1为沥青搅拌设备带来的空气污染源和污染物。
  

 
  加拿大对沥青搅拌设备排放也做了大量研究,得出了许多重要结论,如:生产沥青混合料时产生的污染物分别占整个加拿大工业排放PM、PM10和PM2.5总数的2.2%、1.6%、0.5%。如果采取有效的控制技术和尘埃管理条例,悬浮微粒相对于2000年降低81%是可能的。表2~3和图1为加拿大研究人员的部分研究结论。
  

 
  美国大约有4000台沥青搅拌站,而加拿大有520台左右,在投入1亿美元研究经费,并进行了几百次试验后,美国确定了搅拌站各总成所产生的PM、PM10、PM2.5、CO、SO2、NOx、CO2、VOCs及PAHs等有害气体的排放总量和比率,提出了适合于搅拌站的排放标准。表4为部分国家和地区的沥青搅拌设备有害气体排放限定值。
 
  
  3、我国的节能减排标准进展缓慢
  国内的沥青混凝土搅拌设备在装机功率、计量方式、占地面积和数量等方面类似于水泥混凝土生产设备。目前,水泥混凝土生产设备已建立了完整的能耗统计、考核制度及相关的排放标准,但在上述方面,交通行业还未对沥青混凝土搅拌设备制定出详细的控制标准,而能耗与排放的研究更是处于起步阶段,也未取得有实践意义的结果。相对于工程机械行业其他设备的相关标准不断升级、产品环保性能不断提升,沥青搅拌设备的排放标准却进展缓慢,可见沥青搅拌站行业节能减排的使命依旧任重道远。
  长安大学筑路机械检测中心主任谢立扬曾对于这个问题提出过自己的看法。混合料搅拌设备环保指标涉及的项目包括噪声污染、烟尘排放、飘尘(PM、PM10和PM2.5)释放、烟气黑度和烟气排放等方面,目前在我国使用的搅拌设备普遍能达到的环保要求只有噪声污染和烟气黑度,但对人体危害较大的粉尘和烟气排放严重超出国外制定的标准。造成这种情况的主要原因有两个:首先,在现有的搅拌设备排放标准中没有涉及烟尘、飘尘及烟气等方面的排放指标;其次,施工现场条件复杂,控制难度很大。除此之外,还存在以下几方面的问题。
 
  环保指标不易确定
  沥青搅拌设备的环保性能与设备性能、施工管理和施工工艺有很大关系。沥青搅拌设备用能种类多,设备结构复杂,产品型号多,如何确定一个被各方面认可的指标,要综合考虑生产厂家、施工单位及国家现有政策等多方因素。在这方面,水泥混凝土生产行业做出的成绩值得借鉴。
 
  标准的采纳问题
  沥青搅拌设备的环保标准主要为公路施工部门服务,而公路施工部门还未建立合理的施工过程环保评价制度。目前的建设项目虽然要出具公路环评报告,但它不包括施工过程。
  合理的环保评价,是指对固定资产投资工程项目选择的用能工艺、技术、设备、材料及能源品种等对照国家制定的合理用能标准和节能设计规范而专门进行的研究论证,凡是设计方案达不到合理用能标准和节能设计规范要求的生产建设项目,审批机关不得批准建设。因此环保标准的推广必须依靠政府的大力推动。

  缺乏节能激励措施
  有很多技术和工艺可以提高沥青搅拌设备的节能排放水平,如冷料输送系统、除尘系统的变频控制技术,二次燃烧技术和冷料预处理工艺等,但采用这些技术会增加设备的采购成本。因此,需要国家出台相关政策,鼓励施工单位采用先进节能技术,如引导金融机构增加对节能项目的信贷支持,为符合条件的节能技术研究开发、节能产品生产以及节能技术改造等项目提供优惠贷款;实行有利于节能的价格政策,引导用能单位和个人节能等。
 
  4、结语
  虽然《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》把建设资源节约型社会摆在了突出位置,确定了把节约资源作为基本国策,明确提出了节约能源的约束性指标,但2013年12月下旬刚刚出炉的“十二五规划纲要实施中期评估报告”指出:“受经济增长速度超过预期、产业结构优化升级较慢、能源结构优化调整进展不快、部分企业减排力度不够等原因的影响,能源消费强度、二氧化碳排放强度、能源消费结构和氮氧化物排放量4个节能环保方面的约束性指标实现进度滞后。”
  我们若能以灾难天气频频来袭为契机,提升沥青搅拌设备的环保技术水平,尽早制定严格的排放标准,让行业接受更加“绿色”的生产方式,便算是开启了自赎之门。就像有人评述的那样:“当污染仍是当下时代根深蒂固的隐痛,当‘绿色、环保’的允诺还走在兑现的路上,无论雾霾,抑或其他形式的灾难,皆会宿命般循环,它们既是过往过失的产物,也是朝向未来的一份提醒。”(本文来自筑路机械与施工机械化)
  
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